public class MergeSort {

    // 主排序方法
    public static void mergeSort(int[] arr) {
        if (arr == null || arr.length <= 1) {
            return;
        }
        int[] temp = new int[arr.length];
        mergeSort(arr, 0, arr.length - 1, temp);
    }

    /**
     * @param arr 原数组
     * @param left 左边的索引值
     * @param right 右边的索引值
     * @param temp  临时数组
     */
    // 递归分割数组
    private static void mergeSort(int[] arr, int left, int right, int[] temp) {
        if (left < right) {
            int mid = left + (right - left) / 2;  // 防止整数溢出
            mergeSort(arr, left, mid, temp);      // 左半部分排序
            mergeSort(arr, mid + 1, right, temp); // 右半部分排序
            merge(arr, left, mid, right, temp);   // 合并两个有序数组
        }
    }

    // 合并两个有序子数组
    private static void merge(int[] arr, int left, int mid, int right, int[] temp) {
        int i = left;    // 左子数组起始索引
        int j = mid + 1; // 右子数组起始索引
        int t = 0;       // 临时数组索引

        // 比较左右子数组元素，较小的先放入temp
        while (i <= mid && j <= right) {
            if (arr[i] <= arr[j]) {
                temp[t++] = arr[i++];
            } else {
                temp[t++] = arr[j++];
            }
        }

        // 将左子数组剩余元素拷贝到temp
        while (i <= mid) {
            temp[t++] = arr[i++];
        }

        // 将右子数组剩余元素拷贝到temp
        while (j <= right) {
            temp[t++] = arr[j++];
        }

        // 将temp中的有序元素拷贝回原数组
        t = 0;
        while (left <= right) {
            arr[left++] = temp[t++];
        }
    }

    // 测试代码
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {38, 27, 43, 3, 9, 82, 10};
        System.out.println("排序前:");
        for (int num : arr) {
            System.out.print(num + " ");
        }

        mergeSort(arr);

        System.out.println("\n排序后:");
        for (int num : arr) {
            System.out.print(num + " ");
        }
    }
}
